Structure, formation et nature chimique du bois

L’observation d’une coupe transversale d’un tronc d’arbre montre l’existence de cercles concentriques correspondant chacun à un nouveau cylindre formé à l’extérieur du précédent. Chaque cercle traduit la croissance de l’arbre au cours d’une année. Ces couches concentriques s’appellent des cernes. Lorsque l’on observe la structure du bois au microscope optique, on met en évidence l'existence de cellules particulières allongées et longitudinales accolées les unes aux autres. Le bois de résineux est formé par l’association de cellules particulières, les trachéides. Elles sont allongées et possèdent des extrémités taillées en biseau. Les trachéides sont des cellules mortes qui possèdent une paroi rigide qui leur confère leur rôle de soutien. Elles permettent aussi la circulation de la sève brute des racines vers les feuilles (conduction). Pour cela, elles communiquent entre elles par des ponctuations. Entre les trachéides, on trouve des cellules vivantes formant des rayons intraligneux. Le bois de feuillus présente une structure plus complexe. Il est formé par trois types d’association cellulaire :
– les vaisseaux qui correspondent à l’assemblage de cellules mortes formant des tubes assurant la circulation de la sève brute des racines jusqu’aux feuilles (conduction) ;
– les fibres ligneuses,  cellules allongées à la paroi très épaisse assurant un rôle de soutien ; elles constituent 50 à 80 % des cellules du bois de feuillus ;
– les cellules parenchymateuses vivantes assurant un rôle de stockage des réserves. La croissance du bois se fait à la périphérie de la dernière cerne, à partir du cambium. Cette zone renferme des cellules peu différenciées capables de se diviser activement. Lorsque les cellules cambiales se divisent, elles donnent naissance aux cellules du bois, à l’intérieur, et aux cellules du phloème, à l’extérieur du tronc. Les cellules du bois ensuite se différencient. Lors de leur différenciation, les cellules acquièrent une paroi plus épaisse et rigide.

Doc. Mécanisme à l'origine de la formation du bois.

À la périphérie du tronc, les cernes les plus récentes forment l’aubier, bois vivant assurant le transport de la sève brute. Au centre, on trouve un bois de couleur plus sombre et plus dur, le bois de cœur (ou duramen). Il est constitué de cellules mortes. La transformation de l’aubier en bois de cœur permet au bois d’acquérir une plus grande dureté et une plus grande durabilité.

Les cellules du bois, comme toutes les cellules végétales, sont entourées d'une paroi plus ou moins rigide qu'elles acquièrent lors de leur différenciation. Les principaux constituants de cette paroi sont la cellulose et la lignine. La cellulose est le constituant majeur des parois, notamment la paroi primaire, qui se forme en premier. C’est un polysaccharide (polymère de glucoses) qui s’organise pour former des microfibrilles. Les microfibrilles s’agencent entre elles pour former des macrofibrilles. Le positionnement des macrofibrilles dans la paroi primaire confère à cette dernière une certaine plasticité qui permet la croissance de la cellule. Puis, les macrofibrilles s’organisent au sein de la paroi secondaire de telle sorte qu’elle devient rigide. La cellule ne se divise plus. La cellulose est un composant important pour la fabrication du papier. La lignine est une substance phénolique qui se dépose dans la paroi secondaire de certaines cellules végétales. Le réseau de lignine s’intercale dans le réseau de cellulose. Elle confère au bois sa dureté et sa rigidité. Elle possède un pouvoir d’imperméabilisation qui favorise sa flottabilité. Par contre, elle doit être éliminée lors de la fabrication du papier.